发明提供一种堰塞坝洪水漫顶溃坝过程仿真方法及仿真系统。该方法包括获取堰塞坝及堰塞湖信息数据、循环计算堰塞湖库水水位、循环计算堰塞坝溃口流量、循环计算堰塞坝溃口尺寸、建立堰塞坝及堰塞湖三维时空数据模型和进行堰塞坝漫顶溃坝过程三维动态显示等步骤。该仿真系统包括用于接收堰塞坝及堰塞湖信息数据的客户终端。所述客户终端包括堰塞湖库水计算模块、堰塞坝溃口流量计算模块、堰塞坝溃口尺寸计算模块和三维动态可视化模块。该方法充分考虑堰塞坝的强非均质特性及溃口的水土耦合作用机制,提升堰塞坝洪水漫顶溃坝过程仿真结果的准确性。
1.一种堰塞坝洪水漫顶溃坝过程仿真方法,其特征在于,包括以下步骤:1)获取堰塞坝及堰塞湖信息数据;其中,所述信息数据包括堰塞坝及堰塞湖的地理空间信息数据、堰塞湖的库水信息数据、堰塞坝坝体材料参数空间分布数据和计算时间变化率;2)循环计算堰塞湖库水水位,得到基于时间序列的堰塞湖库面高程数据;3)循环计算堰塞坝溃口流量,得到基于时间序列的堰塞坝溃口流量数据;4)循环计算堰塞坝溃口尺寸,得到基于时间序列的堰塞坝溃口尺寸数据;其中,所述堰塞坝溃口尺寸数据包括溃口位置、溃口顶部宽度、溃口底部宽度、溃口两侧边壁坡比和溃口底部高程;步骤4)具体包括以下步骤:4.1)调取堰塞坝坝料空间信息数据和堰塞坝溃口信息;4.2)读入堰塞坝溃口流量数据和堰塞坝溃口尺寸数据;4.3)基于堰塞坝坝料空间信息数据,生成堰塞坝坝料抗冲性能空间分布关系;其中,堰塞坝坝料抗冲性能空间分布关系为采用二次插值得到的堰塞坝坝料抗冲性能参数关于堰塞坝坝体空间位置连续的三元函数;所述堰塞坝坝料抗冲性能参数包括坝料起动系数和无因次启动剪应力;4.4)计算堰塞坝溃口坝料冲刷量;4.5)计算堰塞坝溃口横向展宽增量和堰塞坝溃口纵向下切增量;其中,所述堰塞坝溃口横向展宽增量包括堰塞坝溃口顶部展宽增量和堰塞坝溃口底部展宽增量;4.6)计算堰塞坝溃口尺寸;4.7)判断是否满足堰塞湖库面高程≤堰塞坝溃口底部高程;若是,则输出基于时间序列的堰塞坝溃口尺寸数据;若否,则使用计算所得堰塞坝溃口尺寸,对堰塞坝溃口信息进行更新存储;读入计算时间变化率,根据当前堰塞坝溃口尺寸计算时刻,更新计算时间,重复步骤4.2)~4.6),循环计算堰塞坝溃口尺寸;5)对步骤2)、3)和4)所获得的计算结果进行输出;6)对步骤5)输出的数据结果进行解译;7)读取堰塞坝及堰塞湖初始地理空间信息数据,结合步骤6)解译的堰塞湖库水水位、堰塞坝溃口流量和堰塞坝溃口尺寸,建立堰塞坝及堰塞湖三维时空数据模型;8)基于步骤7)所得堰塞坝及堰塞湖三维时空数据模型,建立堰塞坝及堰塞湖三维时空实体模型,进行堰塞坝漫顶溃坝过程三维动态显示。
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